有限元分析的模具加工中心床身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)的鋼框架體系的線彈性分析可以用力法、位移法以及彎矩平衡法，但是當(dāng)框架的規(guī)模較大時(shí)，基于有限元思想的結(jié)構(gòu)矩陣分析方法得到普遍應(yīng)用，對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)框架體系采用桿系有限元法進(jìn)行分析。

對(duì)pzt厚膜驅(qū)動(dòng)的微變形鏡(dm)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)?；谟邢拊椒?fem),分析了結(jié)構(gòu)中各個(gè)參數(shù)對(duì)變形鏡性能的影響。優(yōu)化結(jié)果表明,單元邊長(zhǎng)1.75mm的驅(qū)動(dòng)器,在最優(yōu)參數(shù)下沖程可達(dá)2~5μm@100v,且加載鏡面后驅(qū)動(dòng)器的位移損失小于12%,帶鏡面負(fù)載能力強(qiáng)。根據(jù)優(yōu)化結(jié)果制備了壓電厚膜微驅(qū)動(dòng)器陣列,驅(qū)動(dòng)器的沖程可達(dá)4.5μm@100v,并與有限元方法的結(jié)果進(jìn)行了分析比較。

把有限元分析的技術(shù)應(yīng)用到貯箱的設(shè)計(jì)中,建立了貯箱有限元模型,并對(duì)現(xiàn)有的一個(gè)貯箱為例進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。其中進(jìn)行了材料非線性分析,得出貯箱各個(gè)壓力下的應(yīng)力和變形量,為加工和裝配提供可靠的數(shù)據(jù),從而使其質(zhì)量得到減輕,以提高發(fā)射有效載荷。

針對(duì)某型號(hào)懸臂式掘進(jìn)機(jī)中回轉(zhuǎn)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),在確立危險(xiǎn)載荷工況并完成相應(yīng)的載荷計(jì)算后,利用ansys軟件的apdl編程,建立回轉(zhuǎn)平臺(tái)結(jié)構(gòu)的有限元非線性接觸分析模型,通過(guò)分析計(jì)算得到其應(yīng)力和變形的分布規(guī)律,并確立了支耳結(jié)構(gòu)為承載的薄弱位置,在此基礎(chǔ)上選擇支耳的結(jié)構(gòu)尺寸為設(shè)計(jì)變量,以最小化支耳位置的最大mises應(yīng)力為目標(biāo)函數(shù),建立回轉(zhuǎn)平臺(tái)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)模型,通過(guò)優(yōu)化使支耳結(jié)構(gòu)的承載能力提高15%,回轉(zhuǎn)平臺(tái)結(jié)構(gòu)的整體剛性和承載能力得到較大的改善,優(yōu)化結(jié)果在工程實(shí)際應(yīng)用中被采納。

以發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子支架的結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象,基于機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化理論、方法和有限元方法,用ansys軟件對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子支架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了靜態(tài)分析和模態(tài)分析;提出4種轉(zhuǎn)子支架結(jié)構(gòu)方案,通過(guò)比較各方案的強(qiáng)度及靜、動(dòng)態(tài)剛度,找出其中轉(zhuǎn)子支架的最優(yōu)方案結(jié)構(gòu);分析結(jié)果表明,通過(guò)改進(jìn)的轉(zhuǎn)子支架方案3的結(jié)構(gòu)的機(jī)械強(qiáng)度和剛度性能都有所提高;本文所采用的方法也為復(fù)雜機(jī)械結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提出了科學(xué)有效的途徑。

為改善fsae賽車的動(dòng)力性能,本文研究了賽車鏈輪的有限元分析及輕量化設(shè)計(jì)問(wèn)題,首先對(duì)fsae方程式賽車大鏈輪進(jìn)行參數(shù)化建模,然后基于ansysworkbench軟件對(duì)初始設(shè)計(jì)方案進(jìn)行有限元建模及分析,結(jié)果表明初始設(shè)計(jì)還有較大的優(yōu)化潛力.然后研究腹板結(jié)構(gòu)各參數(shù)與大鏈輪質(zhì)量和最小安全系數(shù)的關(guān)系,采用響應(yīng)面法進(jìn)行參數(shù)靈敏度分析,并對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)零件減重10.97%,對(duì)提高賽車的動(dòng)力性有著重要意義,同時(shí)該研究對(duì)賽車的系統(tǒng)設(shè)計(jì)也有一定的借鑒意義.

基于多體系統(tǒng)傳遞矩陣法對(duì)某型號(hào)包傘機(jī)進(jìn)行有限元分析,針對(duì)整體結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、位移進(jìn)行了多點(diǎn)云圖的研究,綜合考慮機(jī)構(gòu)的受力及變形對(duì)包傘機(jī)進(jìn)行優(yōu)化,經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證:優(yōu)化后提高了包傘機(jī)的工作強(qiáng)度,滿足了長(zhǎng)時(shí)間滿負(fù)荷工作要求。

建立了帶式輸送機(jī)頭部支架的有限元力學(xué)模型,完成了頭部支架有限元結(jié)構(gòu)分析。利用ansys軟件的apdl參數(shù)化語(yǔ)言,創(chuàng)建了優(yōu)化控制文件程序(odpst),完成了頭部支架的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì),取得了合理和滿意的設(shè)計(jì)結(jié)果。

采用pro/e建立鋪板機(jī)門架參數(shù)化模型,以ansys為模擬計(jì)算平臺(tái),對(duì)優(yōu)化前后的門架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了整體求解計(jì)算。獲得了優(yōu)化前后門架結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度力學(xué)特性,應(yīng)力與變形分布規(guī)律,及優(yōu)化后的門架結(jié)構(gòu)。為鋪板機(jī)門架最優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了可靠的理論依據(jù)。

玻璃鋼設(shè)備是復(fù)合材料制品設(shè)備中應(yīng)用最廣泛的一種,與傳統(tǒng)的混凝土、鋼制設(shè)備相比,重量輕,防腐性能佳,可靠性高。本文通過(guò)有限元分析的手段對(duì)玻璃鋼設(shè)備的一些典型結(jié)構(gòu)作出優(yōu)化設(shè)計(jì),降低了生產(chǎn)成本,縮減了設(shè)計(jì)周期及實(shí)驗(yàn)費(fèi)用,通過(guò)文中課題的研究,為未來(lái)有限元分析在玻璃鋼行業(yè)更深入的應(yīng)用提供了一定的理論依據(jù)。

以輕型鋼結(jié)構(gòu)中的門式剛架為研究對(duì)象,以門式剛架結(jié)構(gòu)體系用鋼量最少為目標(biāo)函數(shù),并設(shè)定合理的約束條件,借助有限元程序ansys進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),結(jié)果表明這種優(yōu)化方法是可行的,可供工程實(shí)踐參考。

電壓力鍋是如今廣泛使用的電熱炊具,利用ansys軟件對(duì)電壓力鍋鍋體進(jìn)行有限元分析。首先根據(jù)電壓力鍋工作的實(shí)際情況,采用順序耦合法對(duì)電壓力鍋鍋體進(jìn)行熱-應(yīng)力耦合分析,得到鍋體的應(yīng)力分布情況,得出計(jì)算模型能夠滿足電壓力鍋工作安全的需要;再?gòu)墓?jié)省材料使用的角度考慮,采用ansys軟件,以鍋體的鍋底厚度t1、鍋壁厚度t2、牙口厚度t3為設(shè)計(jì)變量,鍋體材料的疲勞強(qiáng)度極限σ為狀態(tài)變量,對(duì)鍋體結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,使鍋體在能夠達(dá)到工作安全要求的同時(shí)又能節(jié)省材料的使用。

利用常規(guī)設(shè)計(jì)方法,首先確定了方鉆桿機(jī)床的初步方案。通過(guò)有限元方法對(duì)在切削過(guò)程中的方鉆桿機(jī)床床身進(jìn)行動(dòng)態(tài)特性分析,找出方案中的不足,并提出結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案。筋板的動(dòng)態(tài)特性直接影響機(jī)床床身的動(dòng)態(tài)特性,文中分別以筋板的厚度、間距和開(kāi)口為優(yōu)化變量,來(lái)改變床身的固有頻率,以此為優(yōu)化目標(biāo),進(jìn)行有限元優(yōu)化。結(jié)果表明,優(yōu)化后床身的動(dòng)態(tài)性能得到顯著提高,達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo),并為床身改造提供了理論依據(jù)。

機(jī)械設(shè)計(jì)的有限元分析指的是采用有限元方法并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建的一種方便攜帶的設(shè)備型塑料殼體的有限化模型，并且在對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體分析后實(shí)施優(yōu)化的結(jié)果，力求達(dá)到用最低的材料成本來(lái)最大限度地提升設(shè)備零件的剛度，從而有效滿足工程設(shè)計(jì)具體要求的目的。本文主要對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的有限元分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化的具體方法和過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。

應(yīng)用有限元方法建立某種便攜式設(shè)備的塑料殼體的有限元模型,并通過(guò)結(jié)構(gòu)分析對(duì)零件結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,以最小的材料成本提高零件的剛度,以滿足工程設(shè)計(jì)的要求。

借助ansys有限元分析軟件,建立防爆電機(jī)底座結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的參數(shù)化模型,以底座的重量為目標(biāo)函數(shù)對(duì)底座結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化過(guò)程中考慮它所受應(yīng)力約束、位移約束,并對(duì)優(yōu)化前后的位移和應(yīng)力進(jìn)行對(duì)比。優(yōu)化結(jié)果表明,優(yōu)化后位移和應(yīng)力值有所增大,但在使用允許值范圍內(nèi),優(yōu)化后使底座在正常、穩(wěn)定運(yùn)行的情況下的重量大大減輕,從而為批量生產(chǎn)節(jié)約大量原材料,對(duì)降低生產(chǎn)成本,創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

桁架結(jié)構(gòu)具有多方向荷載承受、強(qiáng)抗震性、剛性好、方便拆裝、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn),可以在多個(gè)工程領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用。因此,文章主要就桁架結(jié)構(gòu)有限元分析、桁架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)兩個(gè)方面內(nèi)容進(jìn)行論述。

結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)_有限元分析在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用_ABAQUS分析桁架結(jié)構(gòu)

利用ansys有限元分析對(duì)取力軸法蘭的強(qiáng)度進(jìn)行校核,對(duì)取力發(fā)電裝置中取力軸法蘭撕裂問(wèn)題進(jìn)行有限元分析,計(jì)算不同工藝圓角下取力軸法蘭的強(qiáng)度以及疲勞壽命,提出優(yōu)化設(shè)計(jì)方案,為取力軸法蘭設(shè)計(jì)提供技術(shù)依據(jù),對(duì)實(shí)際工程中取力軸法蘭的選用有著重要參考意義。

門體堵頭端部中間的收縮變形是bc/bd-625g冷柜的重大缺陷,bd-500冷柜是在bc/bd-625g基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的新產(chǎn)品。建立堵頭計(jì)算的簡(jiǎn)化模型,得出變形的線載荷?；赼baqus有限元分析軟件,分析了bc/bd-625g的堵頭變形。對(duì)bd-500的堵頭數(shù)值模擬采用在簡(jiǎn)化模型上增加3種不同方案加強(qiáng)筋的方法分別進(jìn)行了有限元分析,得出優(yōu)先采用的方法。設(shè)計(jì)出的堵頭經(jīng)生產(chǎn)驗(yàn)證,與abaqus程序的分析結(jié)果基本吻合。

本文利用ansys軟件對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的圓錐形變幅桿進(jìn)行有限元分析,提出兩種修正設(shè)計(jì)方案,得出變幅桿固有頻率與其結(jié)構(gòu)尺寸的關(guān)系,從而確定出變幅桿的最優(yōu)結(jié)構(gòu)。

通過(guò)建立冷卻器與發(fā)電機(jī)一體化模型進(jìn)行整機(jī)模態(tài)分析,真實(shí)的模擬冷卻器運(yùn)行狀態(tài),同時(shí)針對(duì)運(yùn)行狀態(tài)下振源分析,準(zhǔn)確地找出冷卻器后端電機(jī)振動(dòng)異常的原因,并通過(guò)局部剛度優(yōu)化,達(dá)到解決冷卻器局部振動(dòng)異常的目的。